第三章 有机化合物
第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第1课时 最简单的有机化合物——甲烷
【今日目标】
1.掌握甲烷分子的空间结构特征,能够书写甲烷分子的结构式、电子式。
2.掌握甲烷的化学性质。
3.了解取代反应的特征。
4.了解甲烷的存在和甲烷的用途等。
【学习过程】
[课前预习]
1.有机物的定义:
2.烃的定义:
[课内探究]
一、甲烷的物理性质及存在形式
思考一下实验室怎样收集甲烷?
二、甲烷的分子构成和空间结构
1.已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/L,含碳75%,含氢25%,请利用这些数据确定它的分子式。
2.甲烷的空间构型
试用原子结构拼插模型(或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棒等代用品),制作出你们认为甲烷可能的空间构型。
3.甲烷的分子式: ,电子式: ,结构式: ,空间结构: 。
三、甲烷的化学性质
1.CH4通入酸性高锰酸钾溶液中
观察实验现象: ,证明: 。
结论:在常温下,甲烷化学性质 ,跟 、 或 都不能发生反应。
2.氧化反应
纯净的甲烷在空气里 燃烧,火焰呈 色,化学方程式: 。空气中的甲烷含量在5%~15.4%(体积)范围内时,遇火花将发生 ,所以,点燃甲烷之前应 。
思考:(1)如何检验甲烷燃烧的产物? 。
(2)此反应可用于定性判断甲烷的组成元素,一定含 、 元素,不能确定是否含有 。
(3)常见的燃烧火焰为蓝色或淡蓝色的有哪些?
3.取代反应——甲烷与氯气的反应
实验现象:
写出甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的化学方程式:
(1)
(2)
(3)
(4)
观察得出结论:反应的产物有 种, 最多。有机产物 种。
注意:①反应条件: (室温下在暗处不发生反应)。
②反应物质——纯卤素单质,例如甲烷与氯水、溴水不反应,与氯气、溴蒸气光照条件下发生取代反应。
③甲烷分子中的4个氢原子可逐一被取代,故甲烷的卤代物并非1种,而是几种卤代物的混合物。4种氯代产物中, 为气体, 、 、 为液体,其中 、 为常用溶剂, 是一种高效灭火剂, 俗称氯仿。四种卤代物均 溶于水。
思考:以上四个反应均为取代反应,请根据其特点归纳出取代反应的定义。
取代反应:
思考:取代反应与置换反应的比较。